De asemenea, în Ce este energia?

De asemenea, în Unități și calculatoare explicate

Tot în S.U.A. fapte energetice explicate

De asemenea, în Utilizarea energiei explicat

De asemenea, în Energie și mediu explicat

Tot în Petrol și produse petroliere explicate

Tot în benzină a explicat

De asemenea, în combustibil Diesel explicat

De asemenea, în Ulei de încălzire explicat

De asemenea, în hidrocarburi, se explică lichide gazoase

Tot în gazele naturale explicat

Tot în cărbune a explicat

Tot în Nuclear a explicat

Tot în Energia regenerabilă explicată

De asemenea, în Hydropower explicat

Tot în Biomasă a explicat

De asemenea, în biocombustibili explicat

Tot în Wind a explicat

Tot în Geotermie explicat

Tot în Solar a explicat

Tot în Electricity a explicat

De asemenea, în Hidrogen explicat

Electricitatea este livrată consumatorilor printr-o rețea complexă

Electricitatea este generată la centralele electrice și se deplasează printr-un sistem complex, numit uneori rețea, de stații de energie electrică, transformatoare și linii electrice care conectează producătorii și consumatorii de energie electrică. Majoritatea rețelelor locale sunt interconectate în scopuri de fiabilitate și comerciale, formând rețele mai mari și mai fiabile care îmbunătățesc coordonarea și planificarea furnizării de energie electrică.

livrare

În Statele Unite, întreaga rețea electrică este formată din sute de mii de mile de linii electrice de înaltă tensiune și milioane de mile de linii electrice de joasă tensiune cu transformatoare de distribuție care conectează mii de centrale electrice la sute de milioane de clienți de energie electrică din întreaga lume. tara.

Electricitatea provine din diverse surse și tipuri de furnizori

Originea energiei electrice pe care consumatorii o achiziționează variază. Unele utilități electrice generează toată energia electrică pe care o vând folosind doar centralele pe care le dețin. Alte utilități achiziționează energie electrică direct de la alte companii de utilități, comercianți de energie electrică și producători independenți de energie electrică sau de la o piață angro organizată de o organizație regională de fiabilitate a transportului.

Structura cu amănuntul a industriei energiei electrice variază de la o regiune la alta. Compania care vă vinde energie electrică poate fi o companie electrică municipală non-profit; o cooperativă electrică deținută de membrii săi; o utilitate electrică privată, cu scop lucrativ, deținută de acționari (adesea numită utilitate deținută de investitori); sau în unele state, puteți cumpăra energie electrică prin intermediul unui agent de comercializare a energiei electrice. Câteva autorități de putere deținute de federații - inclusiv Bonneville Power Administration și Tennessee Valley Authority, printre altele - generează, cumpără, vând și distribuie energie. Utilitățile electrice locale operează sistemul de distribuție care conectează consumatorii cu rețeaua indiferent de sursa de energie electrică.

Procesul de livrare a energiei electrice

Centralele electrice generează energie electrică care este livrată clienților prin intermediul liniilor electrice de transport și distribuție. Liniile de transmisie de înaltă tensiune, cum ar fi cele care atârnă între turnurile metalice înalte, transportă energie electrică pe distanțe mari pentru a satisface nevoile clienților. Electricitatea cu tensiune mai mare este mai eficientă și mai puțin costisitoare pentru transportul de energie electrică pe distanțe lungi. Electricitatea cu tensiune mai mică este mai sigură pentru utilizare în case și afaceri. Transformatoarele de la stații cresc (cresc în sus) sau reduc (descresc) tensiunile pentru a se adapta la diferitele etape ale călătoriei de la centrala electrică pe liniile de transport pe distanțe lungi până la liniile de distribuție care transportă electricitatea către case și întreprinderi.

Evoluția rețelei electrice

La începutul secolului al XX-lea, mai mult de 4.000 de companii electrice individuale funcționau izolate unele de altele. Pe măsură ce cererea de energie electrică a crescut, în special după cel de-al doilea război mondial, utilitățile au început să își conecteze sistemele de transport. Aceste conexiuni au permis utilităților să împărtășească beneficiile economice ale construirii de unități electrice mari și adesea deținute în comun pentru a satisface cererea lor combinată de energie electrică la cel mai mic cost posibil. Interconectarea a redus, de asemenea, cantitatea de capacitate de generare suplimentară pe care fiecare utilitate trebuia să o dețină pentru a asigura un serviciu fiabil în perioadele de vârf ale cererii. De-a lungul timpului, trei sisteme mari interconectate au evoluat în Statele Unite.

S.U.A. sistemele electrice sunt acum interconectate

Stabilitatea rețelei de energie electrică necesită furnizarea de energie electrică pentru a satisface în mod constant cererea de energie electrică, care la rândul său necesită coordonarea a numeroase entități care operează diferite componente ale rețelei. Rețelele electrice locale sunt interconectate pentru a forma rețele mai mari în scopuri de fiabilitate și comerciale. La cel mai înalt nivel, S.U.A. sistemul de alimentare din cele 48 de state inferioare este alcătuit din trei interconexiuni principale, care operează în mare măsură independent unul de celălalt, cu transferuri limitate de energie electrică între ele.

  • Interconectarea estică cuprinde zona de est a Munților Stâncoși și o porțiune a panhandle-ului Texas.
  • Interconectarea vestică cuprinde zona de la Munții Stâncoși la vest.
  • Consiliul Electric pentru Fiabilitate din Texas (ERCOT) acoperă cea mai mare parte a Texasului.

Interconectările estice și occidentale din Statele Unite sunt, de asemenea, legate de rețeaua electrică canadiană. Structura de rețea a interconectărilor ajută la menținerea fiabilității rețelei, oferind mai multe căi pentru curentul electric și permițând generatoarelor să furnizeze energie electrică multor centre de încărcare. Această redundanță ajută la prevenirea defecțiunilor liniei de transport sau a centralei electrice să provoace întreruperi în service clienților cu amănuntul.

Autoritățile de echilibrare gestionează operațiunile de rețea

Cele trei interconectări descriu structura fizică pe scară largă a rețelei. Funcționarea regională a sistemului electric este gestionată de entități numite autorități de echilibrare, care se asigură că aprovizionarea cu energie electrică corespunde în mod constant cererii de energie. Majoritatea autorităților de echilibrare sunt utilități electrice care și-au asumat responsabilitățile de echilibrare pentru o anumită parte a sistemului de alimentare cu energie electrică. Toate organizațiile regionale de transport din Statele Unite funcționează și ca autorități de echilibrare. ERCOT este unic prin faptul că autoritatea de echilibrare, interconectarea și organizația regională de transmisie sunt toate aceeași entitate și sistem fizic.

O autoritate de echilibrare se asigură că cererea și furnizarea de energie electrică sunt bine echilibrate pentru a menține funcționarea sigură și fiabilă a sistemului de alimentare. Dacă cererea și oferta scad din echilibru, pot rezulta întreruperi locale sau chiar extinse. Autoritățile de echilibrare mențin condiții de operare adecvate pentru sistemul electric, asigurându-se că este disponibilă o cantitate suficientă de energie electrică pentru a satisface cererea preconizată, care include gestionarea transferurilor de energie electrică cu alte autorități de echilibrare.

Organizațiile de fiabilitate electrică stabilesc standarde pentru operațiunile de rețea

Utilitățile electrice sunt responsabile pentru menținerea siguranței sistemelor lor și pentru planificarea necesităților viitoare de energie ale clienților lor. Inițial, industria energiei electrice a dezvoltat standarde voluntare pentru a asigura coordonarea operațiunilor de interconectare legate. Astăzi există standarde obligatorii de fiabilitate pentru planificarea și operarea sistemelor de alimentare și pentru soluționarea problemelor de securitate la infrastructura electrică critică. North American Electric Reliability Corporation a dezvoltat și aplică standarde obligatorii de fiabilitate a rețelei aprobate de Comisia Federală de Reglementare în Domeniul Energiei (FERC). În Canada, autoritățile de reglementare canadiene îndeplinesc acest rol.

Un contor inteligent de energie electrică

Sursa: Fotografie de stoc (cu drepturi de autor)

Rețeaua inteligentă încorporează tehnologia digitală și instrumentele avansate în sistemul electric tradițional, care permite utilităților și clienților să primească informații și să comunice cu rețeaua. O rețea mai inteligentă face sistemul electric mai fiabil și mai eficient, ajutând utilitățile să reducă pierderile de energie electrică și să detecteze și să remedieze problemele mai rapid. Rețeaua inteligentă poate ajuta consumatorii să gestioneze în mod inteligent utilizarea energiei, mai ales în momentele în care cererea atinge niveluri semnificativ ridicate sau când este necesară o cerere redusă de energie pentru a sprijini fiabilitatea sistemului.

Dispozitivele inteligente din case, birouri și fabrici pot informa consumatorii și sistemele lor de gestionare a energiei cu privire la momentele în care un aparat folosește energie electrică la un preț relativ ridicat. Aceste alerte îi ajută pe consumatori, sau sistemele lor inteligente, să ajusteze în mod optim setările care, atunci când sunt susținute de stimulente de reducere a cererii sau de tarifele de energie electrică în timpul utilizării, își pot reduce facturile la energie. Dispozitivele inteligente de pe liniile de transport și distribuție și la stații permit unui utilitar să gestioneze mai eficient nivelurile de tensiune și să afle mai ușor unde este o pană sau altă problemă pe sistem. Rețelele inteligente pot uneori corecta de la distanță problemele din sistemul de distribuție electrică prin trimiterea digitală a instrucțiunilor către echipamente care pot regla condițiile sistemului.

Provocări cu care se confruntă rețeaua electrică

Construcția infrastructurii de energie electrică în Statele Unite a început la începutul anilor 1900, iar investițiile au fost determinate de noile tehnologii de transport, de centralele generatoare de stații centrale și de cererea tot mai mare de energie electrică, în special după cel de-al doilea război mondial. Acum, unele dintre liniile de transport și distribuție mai vechi și existente au ajuns la sfârșitul vieții lor utile și trebuie înlocuite sau actualizate. Sunt necesare, de asemenea, noi linii electrice pentru a menține fiabilitatea generală a sistemului electric și pentru a oferi legături cu noi resurse de generare a energiei regenerabile, cum ar fi energia eoliană și solară, care sunt adesea situate departe de locul în care este concentrată cererea de energie electrică.

Există mai multe provocări pentru îmbunătățirea infrastructurii rețelei:

  • Amplasarea de noi linii de transport (obținerea aprobării de noi rute și obținerea drepturilor asupra terenului necesar)
  • Determinarea unei abordări echitabile pentru recuperarea costurilor de construcție a unei noi linii de transport construite într-un singur stat atunci când linia oferă beneficii consumatorilor din alte state
  • Abordarea incertitudinii din reglementările federale cu privire la cine este responsabil pentru plata pentru noi linii de transport, care afectează capacitatea sectorului privat de a strânge bani pentru a construi linii de transport
  • Extinderea rețelei de linii de transport pe distanțe lungi către site-uri de producere a energiei regenerabile unde sunt amplasate resurse solare și eoliene de înaltă calitate, care sunt adesea departe de locul în care este concentrată cererea de energie electrică
  • Protejarea rețelei împotriva atacurilor fizice și cibernetice